TiO2/ACF复合材料吸附耦合光催化去除甲苯的研究

采用超声辅助溶胶-凝胶浸渍法制备二氧化钛/活性碳纤维(TiO2/ACF)复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、N2-吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)等方法对TiO2/ACF复合材料进行表征。在自制的反应器中进行了紫外光激发下甲苯的动态去除实验,考察了不同因素对TiO2/ACF复合材料吸附耦合光催化去除甲苯效果的影响。结果表明:TiO2/ACF复合膜具有吸附和光催化协同效应,在穿透点之前,对于甲苯的去除可保持100%;在穿透点之后,浸渍3次的TiO2/ACF复合材料对甲苯的去除率可达80%。

TiO2/ACF光催化降解ANDMU的研究

采用溶胶凝胶法在活性炭纤维(Active Fiber Carbon,ACF)上负载TiO2,制备出TiO2/ACF复合材料,考察了对咖啡因制备中间体ANDMU光催化氧化行为,结果表明负载TiO2后的ACF对ANDMU的吸附有所减弱,但在紫外光照射下,ANDMU的浓度可以进一步降低,说明TiO2/ACF对ANDMU具有一定的光催化氧化效果,对于制备咖啡因的工业水处理提供了有益思路。

TiO2／ACF复合材料吸附-光催化降解甲醛的实验研究

甲醛作为对人类具有高致癌风险的有机污染物,对其工作场所的安全要求也越来越严格。其减少及脱除需要发展更加高效的技术手段。本文以甲醛为目标化合物,在自行设计的气相光催化反应器中,以254nm紫外灯作光源,研究其在TiO2/ACF复合材料上的吸附-光催化降解行为。探讨了甲醛的初始浓度,光照强度、空气湿度等对甲醛吸附-光催化降解效率的影响。初步探讨了甲醛的降解机理。结果表明:TiO2/ACF复合材料对甲醛具有极好的降解效果,较低浓度的甲醛,经2h光照,甲醛蒸气降解率达到99.9%(初始浓度为1.93mg/m3);甲醛降解率随空气湿度增加而明显增加,适当地水分加入有利于产生羟基活性自由基,促进催化降解反应。实验结果对降低污染区域工作人员的职业中毒风险有重要的意义。

负载型TiO_2/ACF光催化剂的制备及同时脱硫脱硝实验研究

选用活性炭纤维(ACF)为载体,浸渍提拉法制备出负载型TiO2/ACF光催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱(EDS)等分析手段,对薄膜的表面形貌和成分进行了分析。研究了浸渍时间、浸渍液浓度和浸涂次数对TiO2负载量的影响,发现影响TiO2负载量的主要因素是浸渍液浓度和浸涂次数,而浸渍时间对负载量的影响不明显。利用该催化剂进行了光催化同时脱除SO2和NO实验,在最佳实验条件下,SO2脱除效率为97.5%,NO脱除效率为49.6%。

环境温度湿度对TiO_2/ACF光催化净化甲苯的影响

吸附型光催化剂TiO2/ACF是近年来净化室内空气的新材料。为弄清TiO2/ACF光催化净化甲苯的最佳环境温度湿度,研究了环境温度湿度对气相甲苯在TiO2/ACF上平衡吸附及对吸附态甲苯光催化净化效果的影响,评估了不同温度湿度条件下TiO2/ACF的甲苯净化能力。研究发现,尽管高温高湿有利于吸附态甲苯的光催化去除,但与此同时也抑制了甲苯在TiO2/ACF表面的富集吸附。定量分析甲苯光催化降解的中间产物,结果显示,中间产物的积累量随环境温度的升高而显著增加;环境湿度增大,虽然支链中间产物的积累量减小,但毒性更强的苯环氧化中间产物却逐渐增加,说明在高温高湿条件下进行甲苯光催化降解具有更高的环境二次污染风险。总之,环境温度湿度的改变对吸附-光催化的协同净化能力既有促进作用又有负面作用,在多相光催化技术实际应用过程中,只有控制适宜的环境温度湿度,才能保障该技术在空气净化领域快速、高效且安全地应用。在本实验体系下,环境温度25℃,相对湿度30%是甲苯净化的最佳条件。

TiO_2/ACF光催化降解甲基橙废水性能研究

以活性炭纤维(ACF)为载体,采用溶胶-凝胶法制备活性炭纤维负载二氧化钛复合材料(TiO_2/ACF)。以甲基橙为模型化合物,研究TiO_2/ACF对染料废水的光催化降解活性,考察光照时间、溶液初始浓度、pH值、光强、重复使用次数等因素对甲基橙溶液去除率的影响。结果表明,TiO_2/ACF对甲基橙废水具有较好的光催化降解活性和重复利用性,ACF吸附和TiO_2光催化产生了协同作用。

纳米TiO_2与ACF复合材料净化空气性能的影响因素分析

对纳米TiO2与ACF相互作用增强净化效果进行了理论分析,介绍了TiO2表面羟基含量、晶相组成、薄膜的晶粒尺寸、薄膜的厚度、TiO2/ACF比表面积以及环境等单一因素对TiO2/ACF吸附光催化净化空气性能的影响。

TiO_2/ACF催化剂的制备、表征及对水中甲基橙的降解

以TiCL4、氨水、吐温80为主要原料,分步水解法制备出混晶纳米二氧化钛分散乳液,采用XRD、TEM等分析手段,对乳液的物相、形貌进行了表征。选用活性炭纤维(ACF)为载体,浸渍提拉法制备出混晶型TiO2/ACF光催化剂,采用SEM,EDS等分析手段,对薄膜的表面形貌和成分进行了分析。在可见光下研究了影响甲基橙降解效率的因素,结果表明,在最佳实验条件下,日光照射30 min后对甲基橙溶液的降解率为94.6%,混晶纳米二氧化钛在可见光下的光催化活性明显。

非织造布负载TiO_2/ACF净化室内甲醛的研究

采用正交实验分析法研究了负载TiO2/ACF的非织造布净化甲醛的性能,选择TiO2量、ACF量和光照强度三个因素、三个水平进行相关实验。结果表明,低水平TiO2/ACF负载量净化高浓度甲醛时,ACF量为最大影响因素,光照强度和TiO2量的影响次之;A3B3C2(ACF 3.6 g/m2,TiO22.6 g/m2,光照强度20μW/cm2)为最佳方案,其净化率达79.2%,净化效力为50.9μg/g。

TiO_2/ACF复合材料的制备及表征

采用浸渍-提拉法和溶胶-凝胶法制备TiO2/ACF复合光催化材料,用BET、XRD和SEM等进行表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的复合材料由于负载了大量TiO2,其比表面积明显低于浸渍法;浸渍法制备的复合材料随着粘结剂添加量的增加,比表面积呈减小趋势。溶胶-凝胶法制备的复合材料的表面TiO2锐钛晶型较明显,浸渍-提拉法无明显的锐钛晶型。采用浸渍-提拉法制备的TiO2/ACF复合材料,TiO2以粒状负载于ACF表面;溶胶-凝胶法中TiO2在ACF表面形成一层薄膜,由于焙烧,薄膜产生裂隙,暴露出ACF,有利于吸附和催化作用的同时进行。

TiO_2/ACF光催化降解水中苯酚的研究

研究了 Ti O2 /ACF光催化剂的制备与表征 ,并对催化剂的活性以及光源种类和 H2 O2对 Ti O2 /ACF光催化降解苯酚的影响进行了研究 ,结果发现 :以涂覆法制得的 Ti O2 /ACF光催化剂在废水处理方面有其独特的优点 ;添加少量 H2 O2 和采用短波长光源均有利于苯酚的降解 ;2 5 4 nm和 365

Sn掺杂TiO_2/ACF复合材料的制备、表征及光催化性能

以Ti(OC4H9)4为前体,SnCl_4为Sn源,采用胶溶-回流法制备了Sn掺杂的TiO_2,利用浸渍提拉法将其负载到活性炭纤维(ACF)表面,并运用SEM、XRD、XPS、DRS等手段对TiO_2/ACF复合材料进行表征,考察了复合材料光催化降解气相甲醛的性能。研究结果表明,Sn元素掺入TiO_2晶格中,有利于抑制TiO_2晶粒的生长,促进TiO_2由锐钛矿型向金红石型的转化,光吸收范围发生一定程度红移;HNO_3的用量为0.015mol、掺锡量为6%、负载两层的TiO_2/ACF-50复合材料在紫外光照射下对甲醛的去除率复合材料可达85.2%,而在可见光下仅为65.3%。

复合体TiO_2/ACF滤网的制备及其对室内甲醛的降解

自行设计搭建大体积的具有闭式循环系统的试验舱体以接近室内真实环境,采用胶黏法以Al PO4为黏结剂将TiO_2负载至活性炭纤维(ACF)上制备复合体滤网,利用XRD和BET等方法对TiO_2/ACF进行表征,并对气相甲醛进行吸附-光催化降解试验。结果表明:纳米TiO_2通过Al PO4的黏结作用较好地负载到了ACF表面,TiO_2/ACF的比表面积为732.25 m2/g,平均孔径为1.71 nm;在6.03~10.04mg/m3范围内,污染物初始质量浓度对降解率无显著影响,最终降解率都能达到80%以上;控制湿度RH为50%~60%,可使吸附-光催化降解率达到最大;不同反应温度下的光催化降解速率无显著差异;在不同反应条件下,降解反应开始与结束时的湿度差最高不超过5%,温度差不超过1.3℃,对人体的舒适度影响不大,符合空气处理对人体舒适度的要求。

TiO_2/ACFs光催化处理染料废水的试验研究

采用负载型TiO_2/ACFs光催化剂在紫外光照射下,处理活性艳红X-3B染料废水,通过试验考察光催化剂对染料废水的处理效果,并对影响负载型TiO_2/ACFs处理染料废水效果的各单因素进行分析和讨论,探讨了染料废水pH值、光照时间、催化剂投加量等因素对染料废水色度和COD去除率的影响。试验结果表明,在pH值为3,催化剂投加量为10 g/L,滴加3%的H_2O_2 1.0 mL,曝气量0.6 m3/h,反应时间为2 h的条件下,活性艳红X-3B染料废水色度去除率可达90%,COD去除率达71%。

ACF／TiO2光催化膜制备及其降解活性研究

采用溶胶-凝胶法经正交试验优化物料比后制得TiO_2/ACF光催化膜,并用X-射线衍射对其结构进行表征;通过优化制备工艺参数,以及在紫外光作用下降解处理甲基橙废水,研究其光催化降解性能.结果表明:物料比为1:17.55:3.32:3.74:0.15(钛酸丁酯:无水乙醇:乙酰丙酮:去离子水:冰醋酸)、活化温度为350℃、焙烧3 h,能制得二氧化钛呈锐钛矿晶体结构的光催化膜;处理浓度为400 mg/L,pH值为4的甲基橙溶液,其脱色率达到98.3%,COD去除率达到86.2%.

氨及其氧化产物对TiO_2/ACF光催化降解甲苯的影响

利用自制的复合材料二氧化钛/活性炭纤维(TiO2/ACF)和自行设计的环境模拟舱,对吸附在TiO2/ACF上的甲苯和氨进行了光催化降解研究。重点考察了氨及其氧化产物对甲苯光催化降解的影响。结果表明,在254 nm紫外灯照射下,氨与甲苯产生竞争光催化降解效应,甲苯光催化降解效率降低;NO2-和NO3-是氨光催化氧化产物,NO2-进一步氧化抑制甲苯降解,而NO3-的存在对甲苯降解没有明显影响;氨及其氧化产物均未导致催化剂失活。

碳、铈共掺杂改性TiO_2负载ACFS复合水净化材料的制备与性能

分别采用偶联法与溶胶-凝胶法制备了碳、铈共掺杂改性TiO2负载活性碳纤维(ACFS)复合水净化材料(Ce,C-TiO2/ACFS)。以亚甲基蓝模拟废水的脱色效果为考察目标,对其负载量进行了优化,得出最佳负载率分别为:5.82%和8.41%。扫描电镜(SEM)表征显示:偶联法制备的复合材料中,改性TiO2光催化剂在ACFS表面多以团聚体的形式负载,分布不均;而溶胶-凝胶法制备的复合材料为膜状负载,且分布均匀。循环脱色实验比较表明,溶胶-凝胶法制备的复合材料的脱色率高,重复使用性能较好,这与材料表面TiO2为均匀的膜状负载有关。

负载纳米TiO_2-ACF新型防毒口罩实验研究

以N95型口罩为原型,在原有的3层结构基础上添加附载有纳米TiO2的ACF(活性炭纤维)结构层,使其不仅具有普通口罩的阻隔防护功能,而且具有降解苯等有毒有害物质的功能;同时利用ACF本身特点阻止PM2.5对人体的入侵。

TiO_2/ACF滤网在闭式循环系统中降解气相二甲苯的研究

以AlPO_4为粘结剂采用胶粘法制备ACF负载TiO_2滤网(简写为TiO_2/ACF滤网),利用XRD和BET等手段对TiO_2/ACF滤网进行了表征。自行搭建闭式循环实验系统,以气相二甲苯为模型污染物,在系统中进行二甲苯气体的吸附-光催化降解实验,考察了初始质量浓度、迎面风速和相对湿度对降解效果的影响。研究结果表明,纳米TiO_2通过AlPO_4的粘结作用较好地负载到了ACF表面,TiO_2/ACF滤网的BET比表面积为672.8m^2/g.当ρ0=28～42mg/m^3时,初始质量浓度的变化对降解过程影响不显著。随着迎面风速的增大,TiO_2/ACF滤网对二甲苯气体的吸附率和光催化降解率均先升高而后降低,在迎面风速v=0.30m/s时达到最大。随着相对湿度的增加,TiO_2/ACF滤网对二甲苯气体的吸附率逐渐降低,而光催化降解率则是先上升后下降。相对温度(RH)为50%时,TiO_2/ACF滤网对二甲苯气体的吸附-光催化降解率达到最大。

纳米TiO2与ACF复合净化室内空气初探

介绍了纳米TiO2负载到ACF上的几种主要方法，分析了单一因素如：TiO2表面羟基含量、晶相组成、薄膜的晶粒尺寸、薄膜的厚度、TiO2／ACF比表面积等对TiO2／ACF吸附光催化净化空气性能的影响，对纳米TiO2与ACF相互作用增强净化效果进行了理论分析，为纳米TiO2与ACF复合方法及相互作用的理论研究和复合材料TiO2/ACF对净化空气的性能研究奠定了一定的基础。